![]() 今年2月,美国参议员和核聚变专家发布报告,呼吁联邦政府投入100亿美元,以帮助美国保持领先地位。然而,在反应堆规模方面,美国可能已经失去了领先优势。通常而言,反应堆的规模越大,加热和约束等离子体的效率越高,产生净正能量的可能性也越大。 美国遥感卫星数据公司Planet Labs提供的一系列卫星图像显示,2024年中国正在四川绵阳快速建设一座巨型激光核聚变实验设施。CNA Corporation的德克尔·伊夫莱斯(Decker Eveleth)指出,该设施的聚变反应容器穹顶大约是NIF同类设施的约两倍大。FIA的霍兰德表示,该设施可能是一个聚变-裂变混合反应堆。 中国现有的国家级托卡马克项目EAST近年来不断创下新纪录,并与法国的WEST项目在等离子体约束时间上展开竞争。然而,与美国实现净能量增益这一关键目标相比,这仍属次要里程碑。另一个由中国政府资助的大型项目夸父(CRAFT)预计今年完工。这个位于合肥、占地超过40公顷、耗资7亿美元的核聚变园区,也将建设一个新的托卡马克装置BEST,预计2027年完工。 霍兰德指出,中国的夸父项目似乎与美国科学家在2020年发布的计划相似。他说:“美国国会没有采取任何行动以投入资金实施该计划,而中国则已经在推进。” 人才与材料 中国快速部署新核聚变项目的同时,美国的努力主要集中在升级现有设备,其中一些已有30多年历史。TAE的宾德鲍尔表示:"没有人愿意在'老古董'上工作",并补充新项目更能吸引人才,"存在一定的人才流失问题"。 21世纪初,美国国内核聚变研究的预算削减迫使大学停止新设备研发,研究人员转而前往其他国家(包括中国)的装置进行研究。Commonwealth Fusion Systems联合创始人鲍勃·穆姆加德表示:"我们没有自建新设备,而是去中国协助建造,当时想着'这样挺好,他们拥有设施,我们能获取知识'。唉,这其实是个大错误。" 根据报告,中国当前核聚变专利数量居全球之首,核聚变科学与工程领域博士数量是美国的十倍。宾德鲍尔指出:"西方有限的人才储备被所有企业争抢,这是根本性制约。" 除人才外,核聚变项目需大量高功率磁体、特种金属、电容器及功率半导体等材料。Helion首席执行官大卫·柯特利(David Kirtley)透露,其最新原型机"北极星"(Polaris)的研发周期完全取决于半导体供应。中国正试图垄断这些材料的供应链,复制其在光伏和动力电池领域的成功路径。柯特利强调:"中国在先进材料研发上的投资强度是美国的十倍,我们必须改变现状。" 总部上海的核聚变企业能量奇点声明"无疑受益于中国高效供应链"。2023年6月,该公司宣布在开始设计托卡马克仅两年后,就以创纪录的时间成功产生等离子体。 不过,这距离实现电网级商业化核聚变发电仍有差距。Helion目标2028年率先并网,Commonwealth宣布将在弗吉尼亚州建设首个聚变电站ARC,计划2030年代初投运。 麻省理工学院怀特教授总结:"即使首个聚变电站落户美国,我们也不应自满。真正的终点是建立成熟的核聚变产业,为全球(包括AI中心)提供能源解决方案。"(小小) How the U.S. is losing ground to China in nuclear fusion, as AI power needs surge |